Hartmetallschneiden mit pcd-Werkzeugen

Hartmetall zeichnet sich durch seine hohe Härte und Sprödigkeit aus. Es wird als Werkzeugmaterial, Form und andere verschleißfeste Teile verwendet. Früher war die einzige Methode der Bearbeitung das Schleifen. Mit dem Aufkommen der superharten Werkzeuge kann Hartmetall auch mit Schneidwerkzeugen bearbeitet werden. das die folgenden Merkmale aufweist:

1. Hohe Härte und Sprödigkeit: Die Härte von Hartmetall beträgt HRA85~92,5 (HRC67~81), was 20 HRC höher ist als bei allgemeinem gehärtetem Stahl und es extrem schwer zu schneiden macht. Es hat keine Plastizität und eine hohe Sprödigkeit. Unter Zerspanungskräften und Werkzeugdruck neigt es an den Ein- und Austrittsstellen zu Kantenausbrüchen.
2. Spanbildung in Pulverform: Aufgrund der hohen Sprödigkeit von Hartmetall liegen die Späne in Pulverform vor, was zu einer leicht zu erzielenden Oberflächenrauheit führt.
3. Hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrige Schneidtemperatur: Die Wärmeleitfähigkeit von Hartmetall beträgt 17W/(m-k)~88W/(m-k), was im Durchschnitt 15 Mal höher ist als die von gehärtetem Stahl, was zu viel niedrigeren Schneidtemperaturen als bei gehärtetem Stahl führt.
4. Kurzer Kontakt zwischen Spänen und Schneidkante: Bei der Zerspanung von Hartmetall konzentrieren sich die Schnittkräfte in der Nähe der Schneide, was zu Werkzeugausbrüchen führt. Die Hauptform des Werkzeugverschleißes ist der Flankenverschleiß.

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Für Hartmetallbearbeitung mit PKD-Werkzeugen ist das Schleifen mit grünem Siliziumkarbid, Borkarbidscheiben oder Diamantschleifscheiben üblich, und auch das Schneiden mit PKD-Werkzeugen ist möglich. Beim Schneiden von Hartmetall mit PKD-Werkzeugen ist es zur Vermeidung von Kantenausbrüchen aufgrund der hohen Sprödigkeit von Hartmetall erforderlich, die Vorschubgeschwindigkeit an den Eintritts- und Austrittsstellen entsprechend zu verringern oder in diesen Bereichen eine Fase zu erzeugen und gleichzeitig eine scharfe Schneidkante zu gewährleisten. Während des Schneidprozesses kann Kerosin als Schneidflüssigkeit verwendet werden.

Die Verwendung von PKD-Werkzeugen zur Bearbeitung von Hartmetall für Formen hat folgende Vorteile.

1. Verbesserte Festigkeitseigenschaften und Leistung der Form: Beim Schneiden von Formen aus Wolframkobaltkarbid mit PKD-Werkzeugen entstehen erhebliche Druckeigenspannungen auf der bearbeiteten Oberfläche, die die Festigkeitseigenschaften und die Leistung der Form verbessern können. Beim Schleifen mit grünen Siliziumkarbidscheiben zum Beispiel können hohe Temperaturen entstehen, die zu Glühschichten, Mikrorissen und Zugeigenspannungen auf der Werkstückoberfläche führen und die Leistung des Werkzeugs beeinträchtigen.
2. Erhöhte Verarbeitungseffizienz: Durch den Einsatz von PKD-Werkzeugen, die von einem bestimmten Unternehmen hergestellt werden, kann eine höhere Zerspanungsleistung im Vergleich zu anderen bestehenden Bearbeitungsmethoden erzielt werden.
3. Längere Lebensdauer der Werkzeuge.